Astronomowie stoją przed niewyjaśnionym zagadnieniem, odkrywając w Drodze Mlecznej tajemniczy obiekt, którego masa przewyższa najbardziej masywne znane gwiazdy neutronowe, lecz równocześnie jest mniejsza niż masa najmniejszych znanych czarnych dziur. To niezwykłe znalezisko zostało dokonane podczas badania gromady kulistej NGC 1851 w konstelacji Gołębia, odległej o około czterdzieści tysięcy lat świetlnych od Ziemi.
Astronomowie, używając radioteleskopu MeerKAT, zauważyli coś niezwykle gęstego orbitującego wokół szybko obracającego się pulsara milisekundowego. Spekulują, że ten obiekt to gwiazda neutronowa, lub czarna dziura. Jest jednak jedno bardzo duże ALE. Jeśli obliczenia są prawidłowe, to nie mieści się on w żadnym z zakresów masy dla tych obiektów. W pierwszym przypadku, byłaby to najcięższa gwiazda neutronowa, jaką kiedykolwiek zauważono. A w drugim byłaby to najlżejsza znana czarna dziura. To umieszcza go w tak zwanej luce masowej, ale o tym później.
Ben Stabbers z Uniwersytetu Manchesteru podkreśla, że każda z tych możliwości jest dla społeczności naukowej niezwykle ekscytująca i może przyczynić się do lepszego zrozumienia teorii grawitacji i fizyki jądrowej.
Najnowsze filmy
Gromada NGC 1851, w której dokonano tego odkrycia, jest obszarem wypełnionym starymi gwiazdami, gdzie gęstość obiektów jest znacznie wyższa niż w innych częściach galaktyki. Skomplikowane oddziaływania grawitacyjne w tej gromadzie mogły doprowadzić do zderzenia dwóch gwiazd neutronowych, co z kolei mogło spowodować powstanie tak masywnego i gęstego obiektu. Byłoby to więc coś w rodzaju super gwiazdy neutronowej.
Pulsar milisekundowy nazwany PSR J0514-4002E, wokół którego krąży tajemniczy obiekt, wykonuje sto siedemdziesiąt obrotów na sekundę, emitując przy tym rytmiczne pulsacje. Wykorzystując tą cechę pulsarów, naukowcy oszacowali masę obu obiektów, które dzieli odległość zaledwie ośmiu milionów kilometrów, dla porównania dodam, że średnia odległość między Ziemią a Słońcem to około sto pięćdziesiąt milionów kilometrów. Biorąc pod uwagę bardzo bliską odległość i charakter obu obiektów, to mamy tam do czynienia z naprawdę ekstremalnym środowiskiem.
Źródło: NASA
Dotychczas najcięższa zaobserwowana gwiazda neutronowa miała masę około dwóch mas Słońca, podczas gdy najlżejsza znana czarna dziura około pięciu mas Słońca. Pomiędzy tymi wartościami znajduje się wspomniana wcześniej luka masowa. Co to tak naprawdę jest i co oznacza w kontekście tego odkrycia?
Obiekt z gromady NGC 1851, ma według analiz masę od 2,09 do 2,71 mas Słońca idealnie wpisuje się więc w lukę. Odkrycie to stawia więc pytanie o to, czy istnieje nowy rodzaj astronomicznych obiektów, czy też jesteśmy świadkami niespotykanego przypadku gwiazdy neutronowej bądź czarnej dziury, której masa wypada poza znane nam dotychczas spektrum. Wymagałoby to zweryfikowania dotychczas przyjmowanych teorii.
Arunima Dutta z Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka w Niemczech podkreśla, że dalsze badania tego systemu mogą być przełomem w naszym rozumieniu gwiazd neutronowych, czarnych dziur i innych obiektów mogących istnieć w przerwie masowej. Już sam układ podwójny jest wyjątkowy i może służyć jako laboratorium do badań właściwości materii w ekstremalnych warunkach.
Dalsze badania tego obiektu mogą rzucać nowe światło na procesy zachodzące podczas końcowych etapów życia gwiazd. Mowa oczywiście o zjawisku supernowej.
Są to jedne z najbardziej spektakularnych wydarzeń dziejących się w przestrzeni kosmicznej. Nie są może tak ekstremalne jak łączenie się czarnych dziur czy gwiazd neutronowych, ale tak czy inaczej w momencie eksplozji gwiazdy, supernowa osiąga olbrzymią jasność, a w ciągu zaledwie kilku kolejnych miesięcy uwalniana jest ilość energii porównywalna do tej, którą Słońce wygeneruje w ciągu dziesięć miliardów lat. W przestrzeń wyrzucane są wówczas ogromne ilości materii oraz potężne dawki wysokoenergetycznego promieniowania.
Gdyby do wybuchu supernowej doszło w odległości kilkudziesięciu lat świetlnych stąd, masowe wymieranie na Ziemi byłoby niemal pewne. A gdyby byłoby to kilka czy kilkanaście lat świetlnych, oznaczałoby to już definitywny koniec świata i życia jakie znamy.
Czy jesteśmy w jakiś sposób zagrożeni wybuchem supernowej? Czy gdzieś w pobliżu znajduje się gwiazda na krawędzi wybuchu?
Według definicji Supernowe dzieli się na dwa typy, a te na kilka kolejnych podtypów. W dużym uproszczeniu, Typ I powstaje najczęściej w układach podwójnych, gdy wokół białego karła krąży inna gwiazda, przechwytuje on sukcesywnie coraz więcej materii z tej gwiazdy, a gdy przekroczy odpowiednią masę, swego rodzaju punkt krytyczny, eksploduje właśnie jako supernowa typu I.
Do powstania Supernowej drugiego typu dochodzi, gdy gwiazda o masie co najmniej dziesięciu mas naszego Słońca wyczerpie swoje paliwo, składające się z żelaza jądro zapada się pod wpływem grawitacji. Jeśli gwiazda była bardzo masywna na skutek zapaści powstaje czarna dziura, jeśli jej masa była niewystarczająca przekształca się w gwiazdę neutronową.
Patronite
Zostań Patronem Astrofazy! Pomóż rozwijać projekt i zyskaj dostęp do bonusowych treści!Na szczęście w naszym najbliższym kosmicznym otoczeniu nie ma żadnych gwiazd zbliżających się do końca swojego żywota, tak więc możecie spać spokojnie żadna supernowa nam nie zagraża i nie wysterylizuje naszej planety.
Proces ten jest złożony i wciąż nie do końca zrozumiały, a obiekt w NGC 1851 może dostarczyć kluczowych informacji na temat tego, co decyduje o tym, czy z pozostałości po gwieździe powstanie gwiazda neutronowa, czy też czarna dziura. Naukowcy z całego świata obserwują ten obiekt z wielkim zainteresowaniem. Wykorzystują różne techniki i instrumenty astronomiczne, aby uzyskać jak najwięcej danych na temat jego natury i właściwości. Obserwacje teleskopów naziemnych oraz satelitarnych, w połączeniu z zaawansowanymi modelami komputerowymi, pozwalają na głębsze zrozumienie tego, co dzieje się w sercu tego zagadkowego układu.
Jednym z kluczowych zagadnień, które naukowcy próbują rozwiązać, jest zrozumienie, w jaki sposób obiekt ten wpływa na swojego towarzysza czyli milisekundowego pulsara. Być może lepsze zrozumienie dynamiki i oddziaływań między nimi pozwoli określić prawdziwy charakter tajemniczego obiektu.
W kontekście teorii grawitacji, obiekt ten stanowi unikalny przypadek do testowania różnych teorii, w tym Ogólnej Teorii Względności Einsteina. Jeśli okaże się, że jest to czarna dziura o masie poniżej dotychczas uznawanej granicy, może to zmusić naukowców do przemyślenia niektórych aspektów współczesnej astrofizyki.
Z kolei dla fizyki jądrowej, badanie tego obiektu może dostarczyć informacji o stanie materii w ekstremalnych warunkach, jakie panują w jądrach gwiazd neutronowych. Teoria jądrowa jest nadal dziedziną pełną niewiadomych, a obserwacje tego rodzaju obiektów mogą dostarczyć cennych danych do jej rozwoju.
Wreszcie stawia przed nami fundamentalne pytania o naturę Wszechświata i jego skomplikowane procesy. Czy istnieją inne, dotąd nieznane formy astronomicznych obiektów? Jakie inne tajemnice kryją się w odległych zakątkach kosmosu? Odpowiedzi na te pytania, jeśli uda się je odnaleźć, mogą przedefiniować nasze postrzeganie wszechświata.
